智能電網建設與電力自動化應用

　　智能電網的探索之路

　　自2003年起，美國多個政府和民間組織就對智能電網愿景進行了分析，提出了各自的定義和行動計劃建議，其中最有典型意義的是美國電力科學研究院提出的智能電網。

　　2004年，歐盟委員會啟動了相關的研究與建設工作，提出了要在歐洲建設智能電網。法國電力公司試驗“智能電網”以提高風電使用率。目前正在試驗一種動態(tài)能源儲存系統(tǒng)，有助于電網協(xié)調來自北海的間歇性風電。

　　2006年，美國IBM提出了“智能電網”解決方案，主要包括三個方面：一是通過傳感器連接資產和設備提高數字化程度；二是數據的整合體系和收集體系；三是進行分析能力。

　　2007年10月，華東電網公司正式啟動智能電網可行性研究項目，并規(guī)劃了從2008年至2030年的“三步走”戰(zhàn)略，即：在2010年初步建成電網高級調度中心，2020年全面建成具有初步智能特性的數字化電網，2030年真正建成具有自愈能力的智能電網。該項目的啟動標志著中國開始進入智能電網領域。

　　奧巴馬上任后提出的能源計劃，除了以公布的計劃，美國還將著重集中對每年要耗費1200億美元的電路損耗和故障維修的電網系統(tǒng)進行升級換代，建立美國橫跨四個時區(qū)的統(tǒng)一電網；發(fā)展智能電網產業(yè)，最大限度發(fā)揮美國國家電網的價值和效率，將逐步實現美國太陽能、風能、地熱能的統(tǒng)一入網管理；全面推進分布式能源管理，創(chuàng)造世界上最高的能源使用效率。

　　中國能源專家武建東提出的“互動電網。它將智能電網的含義涵蓋其中。互動電網集合了產業(yè)革命、技術革命和管理革命的綜合性的效率變革，在開放和互聯(lián)的信息模式基礎上，通過加載系統(tǒng)數字設備和升級電網網絡管理系統(tǒng)，實現發(fā)電、輸電、供電、用電、客戶售電、電網分級調度、綜合服務等多種用途開發(fā)。

　　日本、加拿大、澳大利亞等國也開始注意到電網的這一新動向，正在積極跟進，助推“智能電網”的發(fā)展。

　　中國的堅強智能電網

　　國家電網公司總經理劉振亞說：“積極發(fā)展智能電網已成為世界電力發(fā)展的新趨勢。智能電網首先應當是一個堅強的電網。堅強是智能電網的基礎基礎，智能是堅強智能電網充分發(fā)揮作用的關鍵，兩者相輔相成、協(xié)調統(tǒng)一。”結合我國的基本國情和特高壓實踐，中國提出了堅強智能電網，具有數字化、信息化、自動化、互動化的特征。

　　2009年5月21日國家電網首次公布了智能電網計劃，其內容有：以堅強智能電網以堅強網架為基礎，以通信信息平臺為支撐，以智能控制為手段，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級，實現“電力流、信息流、業(yè)務流”的高度一體化融合，是堅強可靠、經濟高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動的現代電網。具體分為三個階段：

　　2009年—2010年是規(guī)劃試點階段，重點開展堅強智能電網發(fā)展規(guī)劃，制定技術和管理標準，開展關鍵技術研發(fā)和設備研制，開展各環(huán)節(jié)的試點；

　　2011年—2015年是全面建設階段，將加快特高壓電網和城鄉(xiāng)配電網建設，初步形成智能電網運行控制和互動服務體系，關鍵技術和裝備實現重大突破和廣泛應用。

　　2016年—2020年是引領提升階段，將全面建成統(tǒng)一的堅強智能電網，技術和裝備達到國際先進水平。屆時，電網優(yōu)化配置資源能力將大幅提升，清潔能源裝機比例達到35％，分布式電源實現“即插即用”，智能電表普及應用。到2020年，可全面建成統(tǒng)一的“堅強智能電網”。

　　智能電網建設中的關鍵技術

　　智能電網技術是由高級量測技術、高級配電運行、高級輸電運行和高級資產管理組成。高級量測技術（AMI），是一個用來測量、收集、儲存、分析和運用用戶用電信息的完整的網絡和系統(tǒng)，由智能電表、廣域通信網絡、量測數據管理系統(tǒng)和用戶戶內網絡等四部分構成。通過廣域通信網絡,AMI把用戶和電力公司緊密相連,為將來配電自動化等智能電網功能的實現奠定基礎。其實現的系統(tǒng)范圍的測量和可視性能夠大幅提升現有的電力公司的運行機制和資產管理流程。

　　高級配電運行（ADO）包括高級配電自動化、高級保護與控制、配電快速仿真與模擬、新型電力電子裝置、DER運行、AC/DC微網運行和運行管理系統(tǒng)組成。

　　高級輸電運行（ATO）包括變電站自動化、輸電地理信息系統(tǒng)、廣域量測系統(tǒng)、高速信息處理、高級保護與控制、模擬、仿真和可視化工具、高級輸電網絡